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裝配式建筑的結構設計優化

發布日期:2016/8/30 14:51:46 來源:劉道華 | 熱度:1078℃

1. 前言

隨著勞務成本的不斷提高,及節能環保理念的盛行,傳統的建筑模式受到了相應的沖擊。在這種環境下,裝配式建筑應運而生,有效解決了周期長、工程大、物資損耗嚴重的問題。然而,由于我國的裝配式建筑產業還處于待完善階段,很多開發商對于裝配式建筑物的特征不夠了解,在建筑設計、構建制作及抗震設計上經驗較為缺乏,導致結構設計與實際生產存在較大的差異,并大大增加了建筑成本。而裝配式建筑首先需要進行有效設計,再依循設計方案進行拆分與構件制作、組裝。因此,要確保裝配式建筑物的穩定性、安全性、實用性,還需要對裝配式建筑的結構進行優化設計,才能保證建筑物質量,推動整個裝配建筑行業的發展。

2. 裝配式建筑的設計要點

在裝配式建筑物的設計過程中,要注意對設計方案的可行性、使用性,掌握設計要點在確保建筑物安全性、功能性的前提下,注意能源損耗控制,通過專業、標準、精細的設計,確保設計方案更加全面、標準,達到綜合效益較大化。通常,在裝配式建筑的方案設計中,首先要結合建筑物的功能需求,對其平面、戶型、外觀、柱網、分縫布置等進行深入分析,并提出可行性建議與要求,確保建筑物的結構高度與復雜度、不規則度能夠控制在合理范圍。在進行初步設計時,還要對建筑物的結構體系、建筑材料、結構布置、各參數等進行合理設置,并對多種設計方案進行經濟性、可行性比較,進而選出較優設計方案。同時,還要利用標準化配筋原則,進行精確計算,并對設計模型、施工方案進行調整,確保整個過程處于可控范圍。

3. 裝配式建筑的結構優化設計分析

(1)優化設計流程。裝配式建筑不僅要顧及功能性問題,而且要關注設計對于工廠化生產、裝配的施工影響。裝配式建筑物從構件生產,到運輸、裝配都有著嚴格的要求,因此設計需要涵蓋整個過程。從設計階段,就需要對構件設計、拆分等進行優化設計,確保設計、生產、施工間的連接緊密,能夠形成一個完整的流程。在圖紙設計上,要確保方案的可行性,還需要對各構件進行細化設計,簡化預制構件的生產工序,以控制構件成本,并減小現場施工難度,確保構建穩固性。

(2)建立標準設計體系。裝配式建筑結構要想得到優化設計,還需要建立標準的設計體系,對于建筑戶型模塊、交通核模塊進行規范,進而有效減小外墻的構件與樓板的構件種類,提高裝配式建筑物的施工效率,以體現建筑物的功能性與經濟性。其中,戶型模塊設置上,需要結合室內空間的結構布置,及客廳、臥室開間布置等進行調整,確保尺寸的精準、合理。而在交通核模塊的設置上,要對樓梯、電梯井、機電管井、走道等進行設計規范,使其更加標準,創造出一個板樓、通廊相結合的平面組合類型,滿足不同客戶的房建要求。

(3)優化結構技術體系。在實際裝配式建筑的結構設計優化中,還需要結合實際情況,選擇合理的結構技術體系。結構技術體系,簡言之就是與結構設計有關的技術體系,包括配整體式的框架結構、裝配整體式剪力墻結構、疊合剪力墻等多種體系。若平面構件采取預制形式,則可利用疊合板、疊合梁;若剪力墻采用預制形式,則可利用單面預制的疊合剪力墻或雙面預制的疊合剪力墻,而剪力墻豎向連接一般可利用鋼套筒連接形式進行。當然,連接形式不固定,除了逐根連接形式,還有集束連接形式,具體可結合施工要求進行連接。

(4)預制構件拆分與控制。裝配式建筑結構的預制形式,預制部位,還需要結合項目特征及預制裝配率、建筑結構體系來進一步確定。針對于裝配式的住宅,要對其水平構件的預制技術進行首先考慮,包括預制疊合梁、樓梯、陽臺等。另外還要對外墻保溫與裝飾為一體的預制外墻進行合理設置,盡量減少外部腳手架的使用,在優化設計承重與非承重內墻預制。

(5)預制構件節點優化設計。節點設計為裝配式建筑的設計重難點,會對建筑物的抗震性、功能性起著決定性的作用。所以,節點連接所使用的鋼筋、套筒、預埋件等要進行成本的控制。通過優化現澆混凝土結構與預制構件間的節點連接、優化預制構件與預制構件間的節點連接,以確保建筑物的抗震性能良好,保證施工效率、節約構建成本,實現各部件間的穩固連接。

(6)有效利用相關政策。由于裝配式建筑的成本較高,在發展過程中受到較大的阻礙。因此,裝配式建筑行業要充分利用與地方出臺的各種促進政策,來推行住宅工業化建設,讓裝配式的住宅形式,在外部環境的驅動下得到較快的發展,并在建筑規劃設計階段,充分利用相關的獎勵政策,進而控制造成成本,降低建筑資金的投入量,確保裝配式建筑的經濟效益。

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